JPH0465147B2 - - Google Patents

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JPH0465147B2
JPH0465147B2 JP62019036A JP1903687A JPH0465147B2 JP H0465147 B2 JPH0465147 B2 JP H0465147B2 JP 62019036 A JP62019036 A JP 62019036A JP 1903687 A JP1903687 A JP 1903687A JP H0465147 B2 JPH0465147 B2 JP H0465147B2
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gas
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/483Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using coherent light, UV to IR, e.g. lasers

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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は、高品質の薄膜を高速度に成膜する装
置に関する。 [従来の技術] 例えば、半導体集積回路製造プロセスでは、
Al、Al−Si、Al−Cu−Si、W、Mo等の金属膜、
ポリシリコン等の半導体薄膜及びSiO2、Si3N4
の絶縁膜の成膜工程がくり返され、その膜質が製
品の歩留りに直接関係し、成膜速度はスループッ
トを支配する。こうした薄膜の成膜には、CVD
(Chemical Vapor Deposition:化学気相堆積)
技術が使用されることが多い。ウエハ(基板)加
熱に電気炉を用いたホツトウオール型減圧CVD
技術が主として使用される。一方、ウエハ加熱に
高周波加熱あるいはランプ加熱(輻射線加熱)を
用い、ウエハだけを加熱するようにして反応管壁
や反応室内壁を可能な限り加熱しないようにし
て、ガスの温度を上げないようにして気相での反
応を極力抑えたCVD技術も通常使用される。 しかし、いずれの方式のCVD技術も、反応室
全体にSiH4、Si2H6、SiH2Cl2、NH3、O2、WF6
等の原料ガスを流す方式であるため、ガス温度を
できるだけ上げないようにしていても、気相での
反応が激しく起こり、気相で小粒径の微粒子にな
りウエハ上に降り注ぐという過程を抑えることが
できないため、高品質な薄膜が得られない大きな
理由になつている。さらに、反応室全体に原料ガ
スを流すため、ウエハ面上への成膜に使用される
原料ガスの割合が極めて少なく、反応室内壁や下
流側排気系内壁に大量の生成物を堆積させると同
時に、排ガス処理の負担を極めて重くしている。
反応室内壁の堆積物は、LSI(大規模集積回路)
製造の大敵であるゴミの原因となるため、生産現
場で殆ど連日、CVD装置反応室内壁の堆積物除
去のメンテナンスが必要となつている。結果とし
て、装置の稼動率を低下させるとともに、メンテ
ナンスを行うたびに反応室内が大気にさらされる
ため、反応室内壁に付着する大気成分による汚染
によつて、成膜過程の反応雰囲気のクリーン度が
低下する。高品質成膜の妨げになるとともに、膜
質、膜厚等の再現性を劣化させる。 品質がそろつた高歩留りの自動製造ライン実現
などの程遠いのが実情である。 こうしたCVD成膜装置の欠点を克服するため、
本発明者は第1図に示す新しい成膜装置を開発し
た(T.Ohmi、“Soft and Clean Technologies
for submicron LSI Fabrication”、Proc.1986
SEMI Symposium、PP.1−21、1986−12)。第
1図で、それぞれの番号は下記の通りである。1
1:円面が鏡面仕上げされたSUS304LにTiNを
コーテイングした超高真空対応反応室、12:シ
リコン等のウエハ(基板)、13:ウエハをのせ
るウエハサセプタ、14:N2+Ar低ガス圧雰囲
気に45本のプラズマトーチが多段同心円状に配置
されたウエハ加熱装置、15:ウエハを表面側か
ら加熱する赤外線ランプ加熱装置、16:SiH4
Si2H6、H2+SiH2Cl2、WF6+H2等の原料ガス供
給系、17:反応室へウエハを搬入するロードロ
ツク室、18:反応室にウエハを搬入するウエハ
搬送装置、19,20:ターボ分子ポンプ、2
1:メカニカルブースタポンプ、22:ロータリ
ポンプ、23:ウエハ表面に原料ガスを吹き付け
るガス噴射ノズル、24:原料ガスの流れ、2
5:真空計、26:ゲートバルブ、27:ゲート
バルブ、28,29:真空バルブ、30:ゲート
バルブ、31:紫外線、赤外線の透過性の良好な
合成石英板、32:メタルダイアフラム弁であ
る。サブミクロンパターンサイズLSI製造に向か
う技術の流れは、同時にウエハの大口径化をも要
求する。大口径ウエハ上にサブミクロンパターン
を均一に描こうとすると、成膜、エツチングとも
に極めて高いウエハ面内均一性を要求される。従
来の多数枚のウエハを同時に処理するバツジ処理
方式では、この高い均一性の要求に応える事が難
しい。ウエハを1枚づつ処理する枚葉化装置が必
要となる。第1図の成膜装置は、枚葉化を指向し
た装置である。実用的な装置となるには、1時間
に60枚の処理能力が要求される。1分間に1枚の
ウエハを処理することになる。ウエハの搬出搬入
に数秒、ウエハ温度、ガスフロー等の条件設定に
20〜25秒、成膜に30秒前後の時間割当となる。
LSIに使用される各種薄膜の膜厚は、1μm程度で
ある。毎分2μm程度の成膜速度は最低限必要と
なる。しかも、膜質は十分に良好なものでなけれ
ばならない。 良好な膜質の薄膜を高速度で成膜する条件は、
次のようになる。気相反応を起こさせずに表面
反応だけで成膜を行う。反応生成物がウエハ表
面よりただちに取り去られること、表面反応速
度を十分に速くして、原料ガスを十分にウエハ表
面に供給すること等である。こうした要求条件を
満たすように第1図の成膜装置は設計されてい
る。すなわち、反応室内壁は、機械加工層を伴わ
ない鏡面状態に電解複合研磨技術を用いて仕上げ
られたSUS304L表面に、イオンプレーテイング
技術によりTiNがコーテイングされており、表
面からの放出ガス量が極めて少なくなされてい
る、反応室には、ゲートバルブ27を介して、
2000/secの排気能力を有するターボ分子ポン
プが接続されており、反応室の真空度を
10-10Torrオーダーに排気できるようになつてい
る。ウエハ加熱は、多段同心円状に配置された40
本のプラズマトーチ(雰囲気ガスは、102
10-3TorrのN2+Arである)によつて行われる。
プラズマトーチに流す電流値を制御することによ
り(この装置では、各プラズマトーチの電流値が
1個ずつ独立に制御できるようになつている)、
ウエハ温度とウエハ面内温度分布を制御できるよ
うになつている(ウエハ面内温度分布を電子的に
制御可能な初めてのウエハ加熱装置である)。超
高真空状態にある反応室11に、ゲートバルブ2
6を開けて静電吸着方式のウエハ搬送装置18に
より、ロードロツク室からウエハ12が搬入され
る。ウエハ加熱装置14と赤外線ランプ加熱装置
15とによりウエハ温度が所定の温度に達する
と、メタルダイアフラムバルブ32を開けてノズ
ル噴射口23から原料ガスが、ウエハ表面に吹き
付けられる。原料ガスの噴出速度は、通常数100
m/secに設定されるから、ノズル噴出口23か
らウエハ表面に原料ガスが到達するに要する時間
は、数msec以内である。気相中の原料ガスの温
度は殆ど上がらず、気相中の反応は完全に抑止さ
れる。ウエハ表面に吸着した原料ガスが表面反応
により成膜に寄与するのである。さらに、超高真
空状態にある反応室に原料ガスを噴流状に吹き出
しているのであるから、反応室内のガス圧力が低
く、反応生成物も非常に排気され易い状態になつ
ている。 第1図の成膜装置で、原料ガスにSi2H6を用
い、サセプタ温度を370℃〜650℃の範囲でポリシ
リコンの成膜を行つたところ、ウエハ表面とウエ
ハサセプタ表面以外には殆ど堆積物が付着せず、
合成石英窓31にはまつたく曇りが現われないこ
とが明らかとなつた。また、得られたポリシリコ
ン薄膜の膜質も極めて良好なものであつた。膜質
の向上の目的は達成され、かつ従来のCVD装置
の最大の欠点であつた反応室内壁への堆積物によ
るゴミの発生、及び連日必要であつたメンテナン
スも、その期間を圧倒的に長くできるという効果
を発揮した。しかし、ウエハ表面に供給され
Si2H6のうちポリシリコン成膜に寄与するのは、
わずか0.1%以下であるということも同時に判明
した。第1図に示された成膜装置のねらいは、ウ
エハ表面に供給された原料ガスを100%近く成膜
に寄与させるというものであつたが、その目的は
達成されなかつたのである。すなわち、高速度成
膜を実現するには、第1図に示される構成だけで
は高速度成膜には不十分だつたのである。 なお、第1図に示されるような超高真空中に設
置されたウエハ表面にだけ原料ガスを吹き付け
て、原料ガス分子をウエハ表面に吸着させ、吸着
分子の表面反応により、成膜を行う装置を、以後
表面反応成膜装置と呼ぶことにする。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記事情のもとになされたもので、
ウエハ表面に吹き付けられた原料ガスが効率よく
ウエハ表面に吸着し、原料ガスが成膜に有効に寄
与して高速度の成膜が行える表面反応成膜装置を
提供することを目的とする。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、原料ガスをウエハ表面に吹き付ける
原料ガス吹き出し口か、あるいはその直後に原料
ガスを活性にする手段を設けたことを特徴とす
る。 [作用] 高品質な膜質の薄膜を得るためには、反応雰囲
気は可能な限りクリーンでなければならない。表
面反応に必要なガス分子だけがウエハ表面に供給
される必要がある。原料ガスは、通常ガス貯蔵容
器(ボンベ、バブラー等、以後ボンベと総称す
る)に充填されて使用される。原料ガスはボンベ
内に長時間貯蔵されるから、原料ガス自体が高純
度であると同時に、ボンベ内壁もクリーンでなけ
ればならない。同時に、ボンベ内壁との反応によ
り汚染物質がガス中に混入しないように原料ガス
自体も安定な分布であることが望ましい。所定の
温度に加熱された鏡面状ウエハ表面に吹き付けら
れた安定なガス分子の表面吸着確率は極めて低い
のが通常である。原料ガスを効率よく表面に吸着
させるには、分子を構成する原子を少なくとも1
個切断して、化学結合枝を持たせるか、イオン化
して荷電分子にする等の原料ガス分子の活性化が
ウエハ表面到達以前に必要である。 本発明の表面反応成膜装置は、前述したように
構成されているので、ウエハ表面に吹き付けられ
た原料ガスが効率よくウエハ表面に吸着し、表面
反応による成膜に寄与するから、高品質な薄膜を
高速度で成膜することができるのである。 [発明の実施例] 以下、本発明を図示の一実施例について説明す
る。 実施例の説明に進む前に、本発明の高速度成膜
装置の基本性能設計に必要な考え方を説明してお
く。 ガス供給系から供給されるガスに含まれる分子
数は、 ガス流量 ガス分子数 1c.c./min=2.69×1019個/min =4.49×1017個/sec であるすなわち、流量1c.c./minのガス流中に含
まれるガス分子数は、2.69×1019個/min(=4.49
×1017個/sec)である。一方、成膜される薄膜
中の原子数の概略を述べておく。 例として、代表的な単結晶Si薄膜について説明
する。単結晶Si中に含まれる原子数は、5×1022
個/cm3である。したがつて、1μm厚さの単結晶Si
薄膜中に含まれる原子数は単位面積当り、 5×1018個/cm2 である。したがつて、略々100%供給された原料
ガスが成膜に寄与するとした場合の原料ガス供給
量と排気ポンプの排気速度を求めておく。 SiH4、Si2H6の成膜過程は、 SiH4=Si+2H2 Si2H6=2Si+3H2 である。SiH4分子からは1個のSi原子が生成さ
れ、Si2H6からは2個のSi原子が生成される。30
秒間で、1μm厚さの単結晶Si薄膜を生成するに必
要なガス供給量は、ウエハ表面積の単位面積当
り、SiH4であれば (5×1018×2)/(2.69×1019) =0.371c.c./min・cm2 Si2H6であれ
ば、0.186c.c./min・cm2である。SiH4、Si2H6を用
いたSi成膜に必要なガス供給量をそれぞれ第1
表、第2表に示す。成膜速度は、30秒で1μm厚
さの薄膜生成を想定している。もちろん、ウエハ
表面にだけ均一なガス流を作ることは難しいか
ら、ウエハエツジよりやや外側までガス流を吹き
付けることになるから、第1表、第2表にある量
よりは若干多いガス流量が必要となる。 排気系の排気速度を次に求めておく。反応過程
から、原料ガスがSiH4の場合には原料ガス流量
の2倍のH2ガス排気が必要である。Si2H6の場合
には、原料ガス流量の1.5倍のH2ガス排気速度が
必要である。 排気すべきガス流量をS(c.c./min)、排気系の
排気速度y(/sec)、反応室内ガス圧力をP
(Torr)とすると、 y(/sec) =S(c.c./min)/79P(Torr) となる。第1表、第2表にそれぞれH2ガス排気
速度を示す。第1表、第2表では、反応室圧力P
を1×10-3Torrとした場合である。反応室圧力
を1×10-4Torrにして、反応生成物の表面から
の離脱をさらに完全にするためには、第1表、第
2表にある排気速度は通常N2ガスに対して表示
されている。H2ガスに対する排気能力は、7〜
8分の1程度に小さくなるから、反応生成物が
H2の時は、ターボ分子ポンプの排気能力はそれ
だけ分大きくしておかなければならない。ウエハ
表面からの反応生成物の離脱を十分に行うために
は、平均自由工程が少なくとも数cm、望ましくは
数10cm必要である。10-4Torr台の反応室圧力に
設定することが望ましい。反応室内圧力を低くす
るためには、それだけ排気系の排気速度を大きく
しておかなければならない。 第2図の本発明の成膜装置の断面図を示す。 101は、SiCやAl2O3等のセラミツクフイル
タ、102はセラミツクフイルタに向つて吹き込
まれるガスの直進方向の速度を、いつたん0にし
てセラミツクフイルタから均一にガスがウエハに
向つて流れるようにするためのじやま板、103
は反応室、104はウエハを加熱するためのウエ
ハサセプタ、105,106はガス流入前室を構
成するチヤンバ、107はセラミツクフイルタを
固定するための治具、108,109はNi、あ
るいはNiにポリイミド樹脂をコートしたクツシ
ヨン材、110,111は気密を保つためのOリ
ング、112はガス供給系とガス流入前室を接続
するMCG(Metal C ring)等の継手、113
はデツドゾーンフリーの2連式3方バルブ、11
3−1はメタルダイアフラムバルブ、114はマ
スフローコントローラ、115:原料ガス供給
系、116:半導体ウエハ、117:ウエハ加熱
用の多段同心円筒状に配置されたプラズマトーチ
(電子的に負荷に流れる電流を制御する機構を備
えている。放電雰囲気は[N2+Ar])、118:
ウエハ加熱用プラズマトーチ室の壁材、119,
120:ウエハ出し入れ用ゲートバルブ(高速開
閉を可能にするために、ウエハ口径よりやや幅が
広くウエハ厚さの数倍の幅を有する開口部のゲー
トバルブとなつている)、121,122はウエ
ハロード・アンロード用搬送室(真空排気系を有
している)、123,124:反応室主排気系ゲ
ートバルブ、125,126は排気系、127:
ターボ分子ポンプ等の真空ポンプである。 次に動作を説明する。バルブ113,113−
1が閉状態になり、じやま板102を下方向に移
動してフイルタ101に密着させてガスの供給を
遮断する。反応室内のガスが排気されて真空度が
高くなると同時に、ゲートバルブ119を開けて
成膜処理の終つたウエハを搬送室121に搬出す
るとともにゲートバルブ120を開けてウエハ搬
送室122から新しいウエハをウエハサセプタ1
04上に搬入する。ゲートバルブ119,120
を閉じてウエハが所定の温度に達すると同時に、
じやま板102を上方向に移動して、バルブ11
3,113−1を開けてウエハ表面に原料ガスを
所定の流量吹き付ける。じやま板102の上下方
向の駆動は、溶接ベローズの駆動部をじやま板円
周上の3ケ所(120度間隔)に設け、たとえば室
圧とスプリングにより制御する。その他、モータ
による駆動も、もちろん可能である。バルブ、1
13,113−1及びじやま板102を閉じた
後、可能な限り短時間のうちに反応室内を高真空
状態にするためには、主排気系127の排気容量
は大きい方が望ましい。ガスを間欠的に流すの
で、ガス負荷に強い真空ポンプですることが望ま
しい。原料ガスのウエハ表面への吸着確率を向上
させるための、ガスの活性化手段には次の3種類
がある。 セラミツクフイルタ101は、4〜5μmから
数10μmのポアサイズのものが目的に応じて使用
される。ポアサイズが小さくなるにつれて、フイ
ルタ部での圧力差が大きくなり、ガス吹き出しの
風速は速くなる。セラミツクフイルタのポアサイ
ズにもよることではあるが、概略ポアサイズの10
倍程度から100倍程度までの厚さに亘り、セラミ
ツクフイルタのガス吹き出し部側に、たとえば白
金のような触媒を数1000Åから数μmの膜厚にコ
ートする。触媒に触れた原料ガスは、構成元素の
一部が離れるため表面吸着に有効に寄与する結合
子ができることになる。Si2H6であれば、分解し
てSiH3やSi2H5に変るのである。触媒をコートす
る厚さは、原料ガス分子の分解は有効に行うに十
分な厚さでかつ気相で反応が起こらない程度の厚
さに選定する。触媒のコートは、たとえば第3図
のように行う。すなわち、左右に延びる帯状斜線
部に触媒を所定の厚さコートする。中央の鎖線で
描かれた円形内部がフイルタになつていて、その
外周部はガスを通さない。通常触媒の左右両端の
外周部の触媒は他より膜厚が厚くコートされてい
る。左右方向に電流を流し、電流のジユール熱に
よつて、ガス通過部の触媒の温度を制御するため
である。Al2O3フイルタのような絶縁物のフイル
タの場合は、このように触媒に電流を流さなけれ
ばならないが、SiCフイルタのようにフイルタ素
材自体が導電性を有する場合には、フイルタ自体
も所定の温度に上げておく方が望ましい。 セラミツクフイルタから吹き出されウエハに向
つて流れるガス流を横切つて入射する平板状励起
光を照射して、ガス分子を分解励起することも有
効である。第2図の反応室103の孤面垂直方向
に合成石英窓を設け、平板状紫外線ビームを多重
反射させる。その一実施例を第4図に示す。ウエ
ハ搬送方向と略々直角な方向に、相対向する部分
に短波長側1700Å程度の紫外線を透過させる合成
石英窓201,202を設ける。203は、合成
石英板と反応室103の気密を保つためのOリン
グ、206,207は合成石英板と反応室の気密
を保ちかつ機械的強度を持たせるための、テフロ
ン等の弾力性のあるパツキン材である。204,
205は内表面にたとえばMgF′2+Alのコーテ
イングを施した紫外線の反射板である。208は
平板状入射紫外線励起光である。光源には、所定
の波長の紫外線を放射するエキシマーレーザが用
いられる。光放射部にはシリンドリカルレンズを
多段に設けて、所定の厚さ(たとえば2〜10mm程
度)の平板状励起光にする。第4図では、励起光
は一方向通過系の例が示されているが、合成石英
窓及び反射板を2次元凹面状反射系にすれば、励
起光を光学系内に閉じ込めて、ガス分子活性化の
効率を高くすることができる。 従来のCVD成膜装置で、この光励起技術が有
効に使えなかつた理由は、本来紫外線が極めて効
率よく透過すべき合成石英窓の内表面に堆積物が
厚く析出して、紫外線が透過しなくなつてしまう
からであつた。本発明の表面反応成膜装置では、
原料ガスがウエハ表面(その周囲のごくわずかな
領域を含む)にだけ吹き付けられて成膜が進行す
るため、合成石英窓の曇りを殆どまつたく生じな
い。したがつて、第4図のような多重反射光励起
系が有効に作用するのである。2次元凹面状反射
板を用いた光閉じ込め方式のガス分子励起系にお
いては、極めて多数回の励起光の往復があるため
合成石英内部における紫外線の減衰を可能な限り
少なくすることが重要である。合成石英の純度を
高くすることと、厚さを可能な限り薄くすること
が望ましい。たとえば、電解複合研磨技術を用い
れば、アルミニウムやステンレスの表面を100Å
以下の平坦度に仕上げることができる(前畑英
彦、釜田浩、馬場吉康、“電解複合方による金属
表面の鏡面研磨技術と高純度ガス供給系のクリー
ン化”、超高純度ガス供給システム、第10章、
pp.332−369「大見忠弘、新田雄久監修、半導体基
盤技術研究会編、リアライズ社刊、1986年」)。た
とえば、アルミニウムであれば、この表面に
MgF2、SiO2を連続してコーテイングすればよい
し、素材がステンレスであれば、まずAlをバイ
アススパツタ技術等でコーテイングした後、
MgF2、SiO2を連続コートすればよい。MgFや
SiO2の厚さは、数1000Åから数μm程度である
から、この内部を紫外線を伝搬する時の減衰は殆
ど完全に無視できる程度に小さい。完全平坦のア
ルミニウム表面での反射係数で光を反射する場合
には、誘電率の異なるSiO2、MgF、CaF2等の組
み合わせ多層膜をコーテイングして反射係数を向
上させればよい。 セラミツクフイルタがSiCのような導電性材料
のときには、セラミツクフイルタを高周波的に絶
縁して、100〜200MHz程度の高周波電波を加えて
原料ガスをプラズマ化することも有効である。 第2図の成膜装置は、ウエハを上向きに設置す
る例を示しているが、ダスト付着等の事を考える
と望ましくはウエハは略々垂直に立つているか下
を向いていることが要求される。通常は、機械的
に保持する手段が用いられるが、ロードロツク機
構が繁雑になつて枚葉化技術には適していない。
ウエハの吸着力が不足して、ウエハの温度制御が
不十分になる。また、反応室内雰囲気を極めて短
時間に制御するには、反応室内はできるだけ単純
かつ簡単な構造であることが望ましい。本発明者
が考案した静電吸着方式のウエハサセプタ(大見
忠弘、“ウエハサセプタ装置”、特開昭60−265912
号)を使用すれば、構造は簡単になるし、ウエハ
のサセプタへの吸着も十分で、ウエハの温度制御
が正確に行える。また、この静電吸着型ウエハサ
セプタ装置は、ウエハの電位を任意の値に制御で
きるという特長をもつている。したがつて、ウエ
ハ表面に導電性材料のある場合には、ウエハ表面
を任意の電位に制御することができる。ウエハ表
面に生ずる電解によつて吹き付けられた原料ガス
分子に分極が生じ、原料ガス分子のウエハ表面へ
の吸着確率が向上する。 [発明の効果] 本発明によれば、上述のようにセラミツクフイ
ルタを通してウエハ表面に略々垂直に吹き付けら
れる原料ガスが活性化されているため、ウエハ表
面への吸着確率が向上し、少ない原料ガスで十分
に高速の薄膜が形成できるのである。ウエハ以外
の反応室内壁には殆ど堆積物が生じないため、メ
ンテナンス期間が大幅に長くなり、装置の稼動率
が圧倒的に高くなり、しかも反応室雰囲気が極め
てクリーンになつて、高品質の薄膜が高速度で再
現性良く形成できるのである。排ガス処理の負担
が圧倒的に軽くなることはもちろんである。
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図は、先行技術に係る成膜装置を示す概略
図。第2図は、本発明に係る成膜装置を示す概略
図。第3図は、触媒コートしたセラミツクフイル
タを示す概略図。第4図は、紫外線ガス励起装置
を示す概略図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 真空排気装置及び原料ガス供給装置と加熱機
    構を備えたウエハセプタと対向する位置に、原料
    ガス吹き出し用セラミツクフイルタを備え、前記
    原料ガスのウエハ表面への吸着確率を高くするた
    めの前記原料ガスの活性化の手段とを備えたこと
    を特徴とする表面反応成膜装置。 2 前記原料ガスの活性化の手段が、前記セラミ
    ツクフイルタと前記ウエハサプタの間に設けられ
    た、多重反射型紫外線励起装置であることを特徴
    とする前記特許請求の範囲第1項記載の表面反応
    成膜装置。 3 前記原料ガスの活性化の手段が、前記セラミ
    ツクフイルタの少なくとも一部にコートされた触
    媒であることを特徴とする前記特許請求の範囲第
    1項記載の表面反応成膜装置。
JP62019036A 1987-01-29 1987-01-29 表面反応成膜装置 Granted JPS63186875A (ja)

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